JP2010110694A - Water film formation apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、膜状に放水される水により、例えば癒しの空間を演出するようにした水膜形成装置に関する。 The present invention relates to a water film forming apparatus that produces, for example, a healing space by water discharged in a film shape.
従来の噴水には、噴水口から勢いよく噴出された水の流勢や、水の動的な変化を楽しむタイプのものが多く見られたが、連続的に流れ落ちる水膜を楽しむタイプのものも見られるようになっている。 Many types of conventional fountains enjoy the flow of water ejected from the fountain and the dynamic change of water. It can be seen.
特許文献1に開示されている「集客構造物の親水装置」においては、構造物の屋上に貯水池が設けられ、貯水池からの水が円弧状の落口を経ることにより滝水が薄い膜状となって流下する。そして、その流下水によって形成された水のカーテンが外気を遮断するとともに空間を演出するとしている。
In the “hydrophilic device for customer-collecting structure” disclosed in
特許文献2に開示されている「液体薄膜形成装置」においては、コアの周囲に円筒状の導管が設けられて、それらの間に上下方向に延びる円筒状の流路が形成され、その流路上端には斜め上方を指向する噴射口が設けられている。そして、噴射口から噴射される水により球形若しくは釣り鐘状の液体膜が形成される。その液体膜の内側には装飾品等が配設される。この装置によれば、液膜の厚さを薄くして人の趣味感や透明性を高めて、薄い透明フィルムのような液膜を形成することができるとしている。
In the “liquid thin film forming apparatus” disclosed in
特許文献3に開示されている「水膜形成方法とその装置」においては、水の流路に平面衝突物が設けられる。そして、水を上方から前記平面衝突物に落下衝突させるか、又は、水を下方より平面衝突物に吹上衝突させることにより、平面衝突物の平面周縁部から放射方向へ水を拡散させ、連続した薄膜曲面状又は薄膜平面状に落下する水膜面を形成できるとしている。
特許文献1の装置によれば、水のカーテン越しに外の景色を楽しむこともできるが、構造物の屋上に貯水池が必要であって、装置が大掛かりなものとなるため、簡易に設置することは難しいものである。
According to the device of
また、特許文献2の装置によれば、流路断面積を噴射口に向かって狭くすることにより、薄い透明フィルムのような液膜を形成することができるとしているが、このように構成した場合、噴射口の開口幅が全周同一となるように前記コアと導管とを高精度に加工する必要がある。それらの加工精度が低く、開口幅が周方向において不均一な場合は、全周一様な厚さや噴射径の液膜を形成し得ない。また、この特許文献2の装置は、液膜の厚さを薄くするための装置であるが故に、人を収容できるほどの大きさのドームのような水膜を形成しようとした場合、薄い透明フィルムのような液膜を形成することは困難で、空気抵抗により水膜が水滴状になって飛散するおそれが多分にある。
Moreover, according to the apparatus of
さらに、特許文献3の装置によれば、水を上方又は下方から平面衝突物に衝突させるだけのものであるので、衝突される水が乱流状態でなくても、平面衝突物から拡散される水を、同一膜厚で連続した薄膜にすることは困難である。しかも、前記のように、水を平面衝突物に衝突させるだけのものであるので、水膜が形成されるとしても、その水膜の大きさには限度がある。
Furthermore, according to the apparatus of
本発明は、このような問題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、簡便な装置でありながら、人を収容できるほどの大きさのドーム状等の水膜を形成することが可能な水膜形成装置を提供することにある。 The present invention has been made paying attention to such problems, and the object of the present invention is to form a water film such as a dome that is large enough to accommodate a person while being a simple device. It is an object of the present invention to provide a water film forming apparatus that can perform the above-described process.
上記問題を解決するために本発明は、環状流路を形成する流路形成軸の外周に案内フランジを一体形成し、その案内フランジと前記流路形成軸との境界部には凹曲面を形成するとともに、その案内フランジの外周側には変曲面を介して凸曲面を前記凹曲面と連続させ、前記環状流路からの水が前記凹曲面を経て凸曲面の周縁から膜状に放水されように構成したことを特徴とするものである。 In order to solve the above problem, the present invention forms a guide flange integrally on the outer periphery of a flow path forming shaft that forms an annular flow path, and forms a concave curved surface at the boundary between the guide flange and the flow path forming shaft. In addition, a convex curved surface is connected to the concave curved surface on the outer peripheral side of the guide flange via a curved surface, so that water from the annular channel flows into the film shape from the peripheral edge of the convex curved surface through the concave curved surface. It is characterized by comprising.
本発明によれば、環状流路から放出された水が、層流状態を保ちながら、凹曲面を経て凸曲面によって案内されて、案内板の外周縁から外方へ表面張力により水膜として放水される。従って、その水は連続的に放物線を描いて落下して均等厚さの水膜を形成することができる。 According to the present invention, the water discharged from the annular flow path is guided by the convex curved surface through the concave curved surface while maintaining a laminar flow state, and is discharged as a water film by the surface tension outward from the outer peripheral edge of the guide plate. Is done. Accordingly, the water can continuously fall in a parabola and form a water film having a uniform thickness.
本発明の構成は、前記流路形成軸と協働して環状流路を形成するためのキャップを流路形成軸の先端部に遊嵌することが好ましい。このようにすれば、キャップの案内作用により、流路形成軸の周囲において、環状流路を適切に形成できる。 In the configuration of the present invention, it is preferable that a cap for forming an annular flow path in cooperation with the flow path forming shaft is loosely fitted to the tip of the flow path forming shaft. If it does in this way, an annular channel can be appropriately formed in the circumference of a channel formation axis by the guide action of a cap.
さらに、本発明の構成は、前記流路形成軸を放水ノズルにより形成することが好ましい。 Furthermore, in the configuration of the present invention, it is preferable that the flow path forming shaft is formed by a water discharge nozzle.
本発明によれば、簡便な装置でありながら、例えば人を収容できるほどの大きさの水膜を形成できるという効果を発揮する。 According to the present invention, it is possible to form a water film that is large enough to accommodate a person, for example, while being a simple apparatus.
(第1の実施形態)
以下、本発明を具体化した実施形態を図1〜4を用いて説明する。
図4に示すように、親水装置1においては、コンクリートや敷石等で舗装した地表面1c上に配水管兼用のポール4が立設され、そのポール4の上端に水膜形成装置3が支持されている。その水膜形成装置3にはポール4内の供給路4aを介して水が供給され、その水が水膜形成装置3から放出されることにより、水膜2が形成される。この水膜2は全体としてドーム状をなし、内部に佇む人M1や椅子1bに座る人M2を収容可能な大きさに形成される。そして、水膜2を形成する水が地表面1cに衝突して周囲に飛散しないように、水の落下地点には環状溝1aが設けられている。環状溝1a内に落下した水は、この環状溝1aから図示しない排水溝へ流される。なお、水膜形成装置3への水の供給は、水道水等の水源から得た水をポンプで加圧するとともに、バルブを開放した状態で行われるが、そのポンプやバルブの図示及び説明は省略する。
(First embodiment)
Hereinafter, embodiments embodying the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 4, in the
水膜形成装置3からの水の放出は、ポール4に備えられたスイッチ4cを操作することによりオンオフが可能となっている。
次に、図1〜3を用いて水膜2を形成するための水膜形成装置3を詳細に説明する。
The release of water from the water
Next, the water
図1に示すように、水膜形成装置3は、いずれもステンレススチール製の案内体6と、その案内体6の上端の砲弾形状をなすキャップ5と、このキャップ5と案内体6とを結合する支持体10とより構成されている。ポール4の上端と案内体6との結合は、ポール4の上端部に形成された雄ねじ4bと、案内体6の雌ねじ6fとが螺合されることにより行われる。
As shown in FIG. 1, each of the water
前記案内体6は、逆コニーデ状の基体部6cの上部に、流路形成軸としての放水ノズル(以下、単にノズルという)6dを一体形成するとともに、そのノズル6dの先端(上端)から下方へ離れた位置におけるノズル6dの外周に円板状の案内フランジ6eを一体形成して構成されている。ノズル6d及び案内フランジ6eはノズル6dの軸心を中心とした回転体の形状である。ノズル6dの外周と案内フランジ6eの内周との間の境界部には下方へ向かう凹曲面6aが形成されている。その凹曲面6aの外周側において案内フランジ6eの上面には、変曲面を介して凸曲面6bが連続して形成されている。ここで、変曲面とは、前記凹曲面6aと凸曲面6bとを、それらの間に境界線が形成されることなく、なだらかに連続させるために、曲率が連続的に変化する面を指す。
The
図2及び図3に示すように、前記支持体10は、基軸部10aと、その上部に一体に形成された張り出し部10cと、基軸部10a及び張り出し部10cの間に位置し、等間隔の放射状に延在する3枚の整流板10bと、張り出し部10cの上面中心部から上方へ向かうピン部10eとにより一体形成されている。そのピン部10eの先端には雄ねじ10fが形成されている。それぞれの整流板10bの下部には、ノズル6dの先端6gに係合するための段差部10gが形成され、その段差部10gの下部における整流板10bの側面には、雄ねじ10hが形成されている。また、整流板10bの下面は凹曲面状となっている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
そして、ノズル6dの上部内面に形成された雌ねじ6hに対して整流板10bの雄ねじ10hを螺合し、段差部10gとノズル6dの先端6gとを当接させることにより、支持体10がノズル6dに着脱可能に固定される。
Then, the
支持体10とキャップ5との結合は、キャップ5の内面頂部に形成された係合凹部5bに支持体10の張り出し部10cを係合させるととともに、キャップ5の中心に形成された貫通孔5cに支持体10のピン部10eを嵌合させた状態で、雄ねじ10fにナット11を螺合することにより行われている。この状態においては、キャップ5がノズル6dの先端に遊嵌されている。
The
そして、支持体10の基軸部10a及び整流板10bの下端から、張り出し部10cの下面及びキャップ5の内面5aにかけて、連続する反転案内面としての案内曲面が形成されている。
A guide curved surface as a continuous reversing guide surface is formed from the lower end of the
キャップ5の内面5aとノズル6dの外周との間に環状流路8が形成され、その環状流路8の先端(下端)の開口部7は、その上部側の環状流路8の断面積より小さな開口面積となるように絞られるとともに、前記凹曲面6aを指向している。さらに、ノズル6dの外周面は、断面放物線を描いている。また、支持体10の張り出し部10c及びキャップ5の内面は、前記ノズル6dの外周面の放物線に対してノズルの軸線方向に変位した同様な放物線を描いている。
An
次に、ポール4の供給路4aを上昇して供給される水が、ドーム状の水膜を形成する作用を説明する。
ポール4の供給路4aからノズル6dへと供給された水は、ノズル6dの先端から噴出される。その噴出された水は、整流板10bの整流作用を受けながら、反転案内面を構成する支持体10の張り出し部10c及びキャップ5の内面5aに案内されて、流れの方向が上向きから下向きへ反転される。そして、その下方を向いた水は、ノズル6dとキャップ5の内面5aとの間の環状流路8を層流状態で流れて開口部7から、案内体6の凹曲面6aに向かって放出される。このとき、ノズル6dの外周面は、断面放物線を描いている。また、ノズル6dの外周面と、支持体10の張り出し部10c及びキャップ5の内面とは、放物線を描いているため、環状流路8内の水は乱流になることなく、下方へ円滑に流れる。さらに、開口部7が絞られているため、開口部7において増速される。そして、増速されて、高速流となり、凹曲面6aによって案内された水は、流れの方向を変更されて斜め上向きになる。さらに、その水は、凹曲面6aから凸曲面6bに至り、凸曲面6b上を外方へ流れる。そして、その水は凸曲面6bの外周縁9から半径方向外方へ放水され、表面張力により水膜が形成される。
Next, the effect | action which the water supplied by raising the
The water supplied from the
従って、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)上記実施形態では、水膜形成装置3の環状の開口部7から下方へ層流状態に噴水された水を、案内体6の凹曲面6aにより斜め上向きとなるようにした後、凸曲面6bの案内により案内フランジ6eの外周縁9から半径方向外方へ放出されるようにした。そのため、狭い噴射口から薄い水膜が形成される前記特許文献2や、平面衝突物に水を衝突させるだけの特許文献3とは異なり、適切な厚さの層流状態の水膜を形成できる。従って、水膜が空気抵抗を受けて水滴状に飛散されたり、乱流状態の水膜が形成されたりすることを回避して、全周均等な厚さで形成される。そして、水は開口部7において増速されるため、案内フランジ6eの外周縁9から放出されて形成される水膜を、人をゆうに収容できるほどの大きさに形成することができる。
Therefore, according to the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In the above embodiment, the water jetted in a laminar flow state downward from the
(2)水膜形成装置3は、案内体6,キャップ5及び支持体10の3部品から構成されているだけであるため、部品点数が少なく、構成簡単である。また、案内フランジ6eの上面から放出される水により均等厚さの水膜が形成されるため、前記特許文献2とは異なり、噴射口を高精度に加工するような必要はなく、水膜形成装置3の加工は容易である。
(2) Since the water
(3)水膜形成装置3を有する親水装置1は、地表面1cに立設したポール4の上端に水膜形成装置3を支持しただけの簡単な構成である。そのため、水膜2を形成しない場合、周囲の景観を損なうことなく、周囲の景観にすっきりと収まる親水装置1を提供することができる。
(3) The
(第2の実施形態)
次に、本発明を具体化した第2の実施形態を、第1実施形態と異なる部分を中心に図5及び図6を用いて説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment that embodies the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6 with a focus on differences from the first embodiment.
図6に示すように、第2実施形態の親水装置1は、水膜2の外側となる部分、例えば環状溝1aの外側の地表面1cに立設された中空管状のポール40の上端部に梁部40aを形成し、この梁部40aに水膜形成装置30が支持されている。水膜2の形成をオンオフするスイッチは、図示しないが、水膜形成装置30の下部に備えられている。
As shown in FIG. 6, the
図5に示すように、本実施形態の案内体60においては、閉じられた頂部61aを有する流路形成軸61の下端外周に、案内フランジ6eが形成されている。案内フランジ6eには、前記第1実施形態と同様に、凹曲面6aと、その凹曲面6aの外側に変曲面を介して凸曲面6bが一体に形成されている。
As shown in FIG. 5, in the
キャップ50は、梁部40aの先端に支持されている。案内体60とキャップ50とを結合する支持体70は、上端に雄ねじが形成された棒状に形成されている。支持体70は、案内体60の流路形成軸61の頂部61aに溶接により固定されている。そして、前記雄ねじに螺合するナット11により案内体60がキャップ50に吊り下げ状態で支持されている。
The
図5に示すように、キャップ50の上部には、水の供給口としての貫通孔50eが周方向の等間隔に複数形成されている。前記梁部40aは、その先端の環状部40bにおいてキャップ50の上部の外周に連結されている。前記環状部40bの内部には貫通孔50eと対応する環状室40cが形成されている。
As shown in FIG. 5, a plurality of through
以上のような構成の水膜形成装置30においては、水膜形成装置3が水の供給を下方から受ける構成とは異なり、水が梁部40a内の通路40dを通って環状室40c内に至り、その環状室40cから貫通孔50eを経てキャップ50内の上部に供給される。そして、水は環状流路8に案内されて下方へ流れる。その後の水の挙動は、第1実施例における水膜形成装置3におけるものと同一となるので、説明を省くものとする。
In the water
そして、この第2実施形態においては、第1の実施形態における効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
(4)上記実施形態では、水膜2の形成予定部の外側において地表面1cにポール40が立設され、そのポール40の上端部から横方向に延在する梁部40aにより水膜形成装置30が支持されるようにした。そのため、水膜2の内部は構築物が存在しない空間とすることが可能となり、内部空間を有効に利用できる。
And in this 2nd Embodiment, in addition to the effect in 1st Embodiment, the following effects can be acquired.
(4) In the above embodiment, the
(第3の実施形態)
次に、本発明を具体化した第3の実施形態を、第1実施形態と異なる部分を中心に図7を用いて説明する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment embodying the present invention will be described with reference to FIG. 7 with a focus on differences from the first embodiment.
この第3実施形態は、水膜形成のための放水の瞬時停止及び瞬時開始を可能にしたものである。
すなわち、ポール4の上端部には収容室71が形成され、その内部には遮蔽板72が収容されている。前記供給路4aを介して収容室71の反対側には受け入れ室74が形成されている。そして、前記遮蔽板72は、電磁ソレノイド73の作用により、収容室71内の位置と、その位置から矢印方向に受け入れ室74内まで進出されて供給路4aを遮断する位置との間を移動される。遮蔽板72の上流側において、ポール4の外側には排水路77が形成されている。この排水路77と供給路4aとの間において、ポール4の管壁にはリリーフ弁75が設けられ、供給路4a内の水圧が高騰した際に、このリリーフ弁75がスプリング76の付勢力に抗して開放される。
The third embodiment enables instantaneous stop and instantaneous start of water discharge for water film formation.
That is, a storage chamber 71 is formed at the upper end of the
さて、図7は、遮蔽板72が後退位置にあって、供給路4aが開放され、水膜形成のための放水が行われている状態を示す。この状態において、放水が停止される場合には、電磁ソレノイド73の駆動力により遮蔽板72が供給路4aを瞬時に遮蔽する。このため、放水が瞬時に停止される。このとき、供給路4aの内圧が急騰するが、その内圧は、リリーフ弁75が開放されることにより、逃がされて、排水路77から排出される。その後、供給路4aのバルブ(図示しない)が閉鎖される。
FIG. 7 shows a state in which the
水膜形成のために、放水を開始する場合には、前記バルブが開放されて供給路4a内の水圧が維持された状態において、電磁ソレノイド73の駆動力により遮蔽板72が遮断状態から瞬時に開放位置に移動される。従って、水膜が瞬時に形成される。
When water discharge is started to form a water film, the shielding
この第3実施形態においては、以下の効果がある。
(5)水膜が瞬時に形成されるとともに、瞬時に消滅されるため、水膜の形成開始時及び消滅時にその水膜が小さい状態から拡大したり、拡大状態から収縮したりすることを回避できる。このため、水膜形成領域の内部空間に水が落ちることはなく、その位置の人物や物に水がかかることを防止できる。
The third embodiment has the following effects.
(5) Since the water film is instantly formed and disappears instantly, it is avoided that the water film expands from a small state or contracts from the expanded state when the water film starts to form and disappears. it can. For this reason, water does not fall into the internal space of the water film formation region, and it is possible to prevent water from splashing on the person or object at that position.
(6)遮蔽板72による放水の瞬時停止にともなって供給路4a内の水圧が高騰した場合、その水圧はリリーフ弁75の開放によって逃がされるため、ウォーターハンマーの発生や、配管系の損傷を防止できる。
(6) When the water pressure in the
(変更例)
なお、上記実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ 前記実施形態においては、水膜形成装置3、30を構成するキャップ5、50、案内体6、60及び支持体10、70のいずれもステンレス製としたが、防錆処理をした鉄あるいは鉄系金属、又は非鉄金属とすること。
・ 整流板10bの数を3枚としたが、2枚あるいは4枚以上とすること。
・ ポール4、40をコンクリート等で舗装した地表面1cに立設したが、通水性がある砂又は砂利等が敷き詰められた地表面1cに立設すること。この場合、水膜の落下によって砂利が流されることがなければ、環状溝1aを省くことができ、その水を暗渠に流すこともできる。
・ 前記第3実施形態においては、瞬時開閉装置をポール4に設けたが、この瞬時開閉装置を水膜形成装置3,30に設けること。
・第2実施形態において、キャップ50を省略すること。この場合には、例えば、第2実施形態の流路形成軸61の頂部61aにその軸線方向から、整流されたビーム状の放水を供給することにより、案内フランジ6eを経て水膜を形成することができる。
・水膜形成装置3,30を前記実施形態とは上下逆にして用いること。
(Example of change)
In addition, the said embodiment can also be changed and actualized as follows.
In the embodiment, the
-Although the number of rectifying
-The
In the third embodiment, the instantaneous opening / closing device is provided on the
In the second embodiment, the
Use the water
(他の技術的思想)
前記実施形態や変更例から把握されるが、特許請求の範囲に記載されていない技術的思想は以下の通りである。
(Other technical ideas)
The technical idea which is grasped from the embodiment and the modified examples but is not described in the scope of claims is as follows.
(A) 前記キャップは支持体を介して前記ノズルの先端に遊嵌され、その支持体とキャップの内周面との間にはノズルの先端から噴出された水を前記凹曲面側に向かって反転させるための反転案内面を形成したことを特徴とする請求項3に記載の水膜形成装置。
(A) The cap is loosely fitted to the tip of the nozzle via a support, and water sprayed from the tip of the nozzle is directed toward the concave curved surface between the support and the inner peripheral surface of the cap. The water film forming apparatus according to
(B) 前記流路形成軸の先端を閉じた頂部により形成し、キャップに、前記頂部に対して水が供給される供給口を形成したことを特徴とする請求項2に記載の水膜形成装置。
(C) 前記キャップの内面とノズルの外周との間に環状流路が形成され、その環状流路の先端に形成された開口部は、その上部側の環状流路の断面積より小さな開口面積となるように絞られていることを特徴とする前記他の技術的思想(A)項または(B)項に記載の水膜形成装置。
(B) The water film formation according to
(C) An annular channel is formed between the inner surface of the cap and the outer periphery of the nozzle, and the opening formed at the tip of the annular channel has an opening area smaller than the cross-sectional area of the upper annular channel. The water film forming apparatus according to the item (A) or the item (B), wherein the water film is narrowed so that
(D) 請求項1〜3、前記他の技術的思想(A)項〜(C)項のうちのいずれか一項に記載の水膜形成装置を、地表面に立設されたポールの上端に支持したことを特徴とする親水装置。
(D) The upper end of a pole erected on the ground surface of the water film forming apparatus according to any one of
(E) 前記水膜形成装置は、地表面に立設された中空管状のポールの上端から横方向に延在する梁部に吊り下げられたことを特徴とする技術的思想(D)項に記載の親水装置。 (E) The technical idea (D) is characterized in that the water film forming device is suspended from a beam portion extending in a lateral direction from an upper end of a hollow tubular pole erected on the ground surface. The hydrophilic device as described.
1…親水装置、2…水膜、3,30…水膜形成装置、4,40…ポール、5,50…キャップ、6,60…案内体、6a…凹曲面、6b…凸曲面、6d…放水ノズル、6e…案内フランジ、7…放水口、8…環状流路、9…外周縁、10,70…支持体、61…流路形成軸。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
その案内フランジと前記流路形成軸との境界部には凹曲面を形成するとともに、その案内フランジの外周側には変曲面を介して凸曲面を前記凹曲面と連続させ、
前記環状流路からの水が前記凹曲面を経て凸曲面の周縁から膜状に放水されように構成したことを特徴とする水膜形成装置。 A guide flange is integrally formed on the outer periphery of the flow path forming shaft that forms the annular flow path,
A concave curved surface is formed at a boundary portion between the guide flange and the flow path forming shaft, and a convex curved surface is continued to the concave curved surface via a curved surface on the outer peripheral side of the guide flange,
A water film forming apparatus characterized in that water from the annular flow channel is discharged in a film shape from the periphery of the convex curved surface through the concave curved surface.
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